JP5270095B2 - 基板の微粒子汚染物質を削減可能な基板サポート構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【背景】
【０００２】
本発明の実施形態は、プロセスチャンバにおける基板の移送およびサポートに使用されるコンポーネントに関する。
【０００３】
ＣＰＵ、ディスプレイおよびメモリの電子回路は、材料を基板上に堆積または形成し、次いでこの材料を選択的にエッチングすることによってプロセスチャンバにおいて製作される。基板は半導体ウェーハおよび誘電基板を含んでいる。基板材料は、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、酸化、窒化およびイオン注入などのプロセスによって堆積または形成される。その後、基板材料は、基板上に電気回路ライン、ビアおよび他の特徴部を画成するためにエッチングされる。通常のプロセスチャンバは、基板サポート、ガス分配器および排出ポートを包囲する包囲壁を有しており、また高周波数（ＲＦ）またはマイクロ波エネルギーによってチャンバにおけるプロセスガスにエネルギー付与するガスエナジャイザーを含むことも可能である。
【０００４】
移送およびサポート構造の接触表面は、通常のプロセスサイクルにおける移送およびサポート中に基板に接触する。通常、基板はロードロックチャンバ内のカセットの基板スタックから、ロボットアームによって操作される移送ブレード上のプロセスチャンバに移送される。移送された基板は、基板の裏側を基板サポートの受け取り表面上に静止させるために基板サポートのホールを介して降下させられる１セットのリフトピン上に配置される。基板サポートはペデスタル、基板を吸引する真空ポートを有する真空チャック、あるいは、静電力を生成して基板を保持するために電圧が印加される電極をカバーする誘電体を備える静電チャックを含むことができる。幾つかのプロセスでは、基板はまた、基板を脱ガスするために、脱ガスヒータープレート上にまず移送および静止される。基板はまた、急速な熱処理や他の高温プロセスの後に基板を冷却するために冷却ペデスタルに移送されてもよい。シャッターディスクはまた、基板がサポート上に保持されていない場合に基板サポートの受け取り表面を保護するために使用可能である。
【０００５】
直接的または間接的に基板に接触する接触表面は、汚染物質微粒子によって基板表面を汚染する恐れがある。例えば、基板サポートペデスタル、冷却プレートあるいは脱ガスヒーターのステンレス鋼表面は、基板の裏側表面上に微量の鉄、クロムまたは銅を残す恐れがある。ニッケルコーティングされたロボットブレードはまた、これらが基板を持ち上げかつ移送するのに使用される場合に、残渣ニッケル粒子によって基板を汚染する恐れがある。同様に、アルミニウムペデスタルは基板の裏側表面にアルミニウム微粒子を残す恐れがある。微粒子の汚染物質がしばしば基板の非アクティブ裏側表面に堆積されるが、これらは、後続の高温アニーリングプロセスにおいてアクティブ前側に拡散して、基板上に形成された回路やディスプレイの短絡や不具合を引き起こす恐れがある。基板の裏側縁は、ロボット移送ブレードおよびリフトアセンブリなどの移送コンポーネントによる裏側縁の研削に起因する、とりわけ多量の汚染物質粒子を有することがある。汚染物質はまた基板から剥がれ落ち、他の基板上に落ちて、これを汚染する恐れがある。これらの汚染物質は結果的に、基板から得られた回路やディスプレイの有効歩留まりを低下させる。
【０００６】
従って、基板の裏側の汚染を削減して基板歩留まりおよびプロセス効率を高めることが望ましい。
【概要】
【０００７】
さらに別の変形例では、プロセスチャンバの内外に基板を移送可能な基板移送アームは、移送ブレードと、該移送ブレード上のダイアモンド状コーティングとを有する。該ダイアモンド状コーティングは、（i）炭素および水素と、（ii）シリコンおよび酸素の相互リンクネットワークを有しており、該ダイアモンド状コーティングは、（i）約０．３未満の摩擦係数と、（ii）少なくとも約８ＧＰａの硬度と、（iii）約５×１０^１２原子／ｃｍ^２未満の金属の金属濃度レベルとを有する接触表面を有する。該接触表面は、直接的または間接的に基板に接触する場合の基板の汚染を削減する。
【０００８】
別の変形例では、基板の微粒子汚染を削減可能なサポートペデスタルは、凹状周辺出っ張りがあるディスクを有するペデスタル構造と、該本体上のダイアモンド状コーティングとを有する。該ダイアモンド状コーティングは、（i）炭素および水素と、（ii）シリコンおよび酸素の相互リンクネットワークを有する。該ダイアモンド状コーティングは、（i）約０．３未満の摩擦係数と、（ii）少なくとも約８ＧＰａの硬度と、（iii）約５×１０^１２原子／ｃｍ^２未満の金属の金属濃度レベルとを有する接触表面を有する。該接触表面は、直接的または間接的に基板に接触する場合の基板の汚染を削減する。
【０００９】
さらに別の変形例では、基板リフトアセンブリは、基板サポートから基板を持ち上げるように適合されており、該基板を移送する。該リフトアセンブリは、該基板サポートの周辺に嵌合するようにサイズ設定されたフープと、該フープ上に搭載された１対にアーチ状フィンとを有する。各アーチ状フィンは、半径方向内側に延びる出っ張りを有する１対の対向端を有しており、各出っ張りは基板を持ち上げるための隆起した突起を有するため、該基板は実質的に隆起した突起のみに接触する。従って、該１対のフィンが該基板サポートから該基板を持ち上げるのに使用される場合に、該出っ張りとの接触は最小化される。
【００１０】
さらに別の変形例では、熱交換サポートが、溝パターンのある基板受け取り表面を有する本体と、該基板受け取り表面をカバーするダイアモンド状コーティングとを有しており、該ダイアモンド状コーティングは炭素、水素、シリコンおよび酸素のネットワークを有する。該基板受け取り表面はこの上に溝パターンを有する。該該熱交換サポートはまた熱交換器を有する。
【００１１】
さらに別の変形例では、基板移送システムが、プロセスチャンバにおける基板サポート上に基板を移送する。該移送システムは、該基板を該チャンバに移送するための移送アームと、該チャンバにおける該移送アームの位置を検出して、該位置に関する信号を生成するための検出器と、該移送アームから該基板を受け取り、該基板を該サポート上に降下させるように適合されたリフトアセンブリと、該移送アームと、検出器と移送ブレードとをコントロールして該基板を該基板サポート上に移送するためのプログラムコードを有するコントローラとを有する。該プログラムコードは、（１）該検出器から該信号を受信して、該プロセスチャンバにおける該基板の位置を判断し、（２）該基板の検出位置と該プロセスチャンバの中心間の差を備えるオフセット距離を算出し、（３）該オフセット距離に関するコントロール信号を生成して、該移送アームの動きをコントロールして、該基板を実質的に該サポートの中心に位置決めすることによって、該基板移送アームの動きをコントロールして、該基板を実質的に該サポートの中心に位置決めするための基板センタリングコントロールコードを有する。
【００１２】
さらに別の変形例では、基板処理装置が、ガス供給部を有するプロセスチャンバと、ガスエナジャイザーと、該チャンバにおいて該基板をサポートするための基板サポートであって、凹状周辺出っ張りのあるディスクを具備する本体を有する基板サポートと、ガス排出部と、該サポートから基板を持ち上げるためのリフトアセンブリとを有する。該リフトアセンブリは、（１）該基板サポートの周辺に嵌合するようにサイズ設定されたフープと、（２）該フープに搭載された１対のアーチ状フィンとを有しており、各アーチ状フィンは半径方向内側に延びる出っ張りを有する１対の対向端を有しており、各出っ張りは基板を持ち上げるための隆起した突起を有するため、該１対のフィンが該基板サポートから該基板を持ち上げるのに使用される場合に、該基板は実質的に該隆起した突起のみに接触して、該出っ張りとの接触を最小化することができる。該装置はまた、該基板を該チャンバに移送するための移送アームと、該チャンバにおける該移送アームの位置を検出し、該位置に関する信号を生成するための検出器と、該ガス供給部、ガスエナジャイザー、サポート、リフトアセンブリ、移送アームおよび検出器をコントロールして、該基板を該プロセスチャンバ内に、かつ該基板サポート上に移送するためのプログラムコードを備えるコントローラとを有する。該プログラムコードは、（１）該検出器から該信号を受信し、該プロセスチャンバにおける該基板の位置を判断し、（２）該基板の該検出位置と該プロセスチャンバの中心間の差を備えるオフセット距離を算出し、（３）該オフセット距離に関するコントロール信号を生成して、該移送アームの動きをコントロールして、該基板を実質的に該サポートの中心に位置決めすることによって、該基板移送アームの動きをコントロールして、該基板を実質的に該サポートの中心に位置決めするための基板センタリングコントロールコードを有する。
【００１３】
さらに別の変形例では、マルチチャンバ基板処理装置が、（i）チャンバ間で基板を移送するための移送アームを有する移送チャンバと、（ii）該基板を加熱するための加熱チャンバであって、該基板をその上にサポートするための加熱ペデスタルを有する加熱チャンバと、（iii）基板をエネルギー付与されたガスに暴露することによって該基板を洗浄するための事前洗浄チャンバであって、該基板をその上にサポートするための事前洗浄サポートを有する事前洗浄チャンバと、（iv）材料を該基板上に堆積するための堆積チャンバであって、該基板をその上にサポートするための堆積サポートを有する堆積チャンバと、（v）該基板を冷却するための冷却チャンバであって、該基板をその上にサポートするための冷却ペデスタルを有する冷却チャンバと、（vi）該ペデスタルおよびサポートうちの少なくとも１つの上に該基板を昇降させるための、該チャンバ内の１つ以上のリフトアセンブリと、（vii）該移送アームおよびリフトアセンブリをコントロールして、該基板を該チャンバの各々に移送して、該基板を該ペデスタルおよびサポート上に配置するように適合されたコントローラと、を有する。該移送アーム、リフトアセンブリ、加熱ペデスタル、冷却ペデスタル、事前洗浄サポートおよび堆積サポートのうちの少なくとも１つが、汚染削減材料を有するコーティングを有する。該移送アームによって各チャンバに移送され、該リフトアセンブリによって上昇され、かつ各チャンバにおいて該ペデスタルおよびサポート上で処理された基板は、約１×１０^１１原子／ｃｍ^２未満の金属汚染レベルを有する。
【００１４】
本発明のこれらの特徴、態様および利点は、本発明の実施例を図示している以下の説明、添付の請求項および添付の図面を参照してよりよく理解されるようになるであろう。しかしながら、特徴の各々は、特定の図面に関してだけではなく、本発明において一般的に使用可能であり、本発明はこれらの特徴の組み合わせを含んでいることが理解されるべきである。
【説明】
【００１５】
基板処理方法において、基板１０４は種々のサポートコンポーネント２０によって移送および保持される。例えば、基板１０４は、基板サポート１００であり、かつ図１に示されるような静電チャック１０２としても作用可能なサポート構造２５を有するサポートコンポーネント２０上に、チャンバ１０６における処理中に保持されてもよい。基板１０４はまた、基板１０４を加熱することによって脱ガスしたり、高温プロセス後に基板１０４を冷却したりするのに使用される、図２ａおよび２ｂに図示されるような加熱ペデスタル１５１や冷却ペデスタル１５２などの熱交換ペデスタル１５０であるサポート構造２５を備えるサポートコンポーネント２０によってサポートされてもよい。別のタイプのサポートコンポーネント２０は、図３に示されるようなリフトピン１６０などの基板を移送するのに適切なサポート構造２５を含んでおり、ロボットブレードを有するロボットアームは、基板１００上に基板１０４を配置および除去するため、ならびにマルチチャンバ装置１０１におけるチャンバ１０６間で基板１０４を移送するために使用可能である。さらに別のサポートコンポーネント２０は、チャンバ洗浄プロセス中に基板１０４がない場合に基板サポート１００の一部をカバーするための、図４に示されるようなサポートシャッター１８０である。本明細書に説明されているサポートコンポーネント２０の種々の実施形態は本発明を図示するために提供されており、本発明の範囲を制限するのに使用されるべきではなく、また当業者にとって明らかな他の変形例のサポートコンポーネントもまた本発明の範囲内にあることが理解されるべきである。
【００１６】
基板１０４の処理歩留まりは、サポートコンポーネント２０の接触表面２２と基板１０４間の摩擦および研削力から生じる汚染物質残渣の形成および／または堆積を削減、さらには排除することが可能な接触表面２２を有するサポートコンポーネント２０によって実質的に改良される。例えば、コンポーネント２０が金属含有材料から作られる場合、金属汚染物質粒子は、基板１０４がサポートコンポーネント２０の接触表面２２を擦ると、基板１０４上に堆積する。接触表面２２が過度に柔らかい場合は、摩擦残渣がより大きな粒子サイズまたは数を有し、表面の研削を引き起こす高い摩擦係数を有し、あるいは高レベルの不純物を有することが発見された。このような汚染を削減するために、サポートコンポーネント２０の接触表面２２には、所望の研削や硬度、摩擦特性および／または低レベルの汚染物質を有する表面コーティング２４が提供される。コーティング２４を備える接触表面２２は望ましくは、直接的または間接的に基板１０４に接触する場合の基板１０４の汚染を削減する。例えば、汚染削減コーティング２４上に接触表面２２を有するサポートシャッター１８０が、基板１０４が配置されるサポート表面２８の汚染を削減することによって基板１０４の汚染を間接的に削減してもよい。汚染削減コーティング２４は、例えば図２ａに示されるようなコンポーネント構造２５の表面２６の少なくとも一部をカバーしてもよく、あるいは基板１０４と接触している表面全体を実質的にカバーしてもよい。コーティング２４はまた、下地サポート構造によって基板１０４を汚染から保護できるほど十分に厚く、例えばコーティング２４は、約０．０２ミクロン〜約１０００ミクロン、さらには約０．０２ミクロン〜約２０ミクロン、約１〜約２０ミクロン、および約１．５ミクロンなど、少なくとも約０．０２ミクロンの厚さを備えていてもよい。コーティング厚さはまた、基板１０４との接触によるコーティングの磨耗に良好な抵抗を提供するように選択されてもよい。
【００１７】
一変形例では、汚染削減コーティングは、基板１０４上に摩擦や研削をもたらす微粒子の形成および堆積を削減できるほど低い摩擦係数を有する材料を備える。低摩擦材料は、基板２２を剥がし、つまり「擦り」、基板１０４上に堆積する可能性の少ない低摩擦材料とのみ基板１０４を接触させることによって基板処理歩留まりを改良することができる。表面２２に適した低摩擦材料は望ましくは、例えば約０．０５〜約０．２の、約０．３未満の摩擦係数を備える。摩擦係数は、表面２２を別の表面に対して移動させる場合の名目接触力に対する制限摩擦力の比である。比較すると、ステンレス鋼によって作られ、かつ上記コーティングのない加熱ペデスタル１５１のサポート表面は、少なくとも約０．７の摩擦係数を有することが可能である。汚染削減コーティングはさらに、例えば約０．４マイクロメートル未満の平均表面粗さの低い平均表面粗さを備える。より低い表面粗さによってコーティングの接触表面２２は、基板が接触表面２２に対して移送される場合に、基板１０４を捕捉または引き裂く可能性の少ないものとする。
【００１８】
汚染削減コーティングはまた望ましくは、基板１０４による引っかきおよび研削に対してより良好な抵抗を提供する高い硬度を有する。基板が比較的硬い材料である場合、接触表面２２が比較的硬度の高い材料から構成されて、表面２２の引っかきに起因するルーズな粒子や薄片を生成する可能性を少なくするのが望ましい。適切な汚染削減コーティングは、約８ＧＰａ〜約２５ＧＰａの少なくとも約８ＧＰａ、さらには約１８ＧＰａ〜約２５ＧＰａの少なくとも約１０ＧＰａの硬度を備えていてもよい。表面２２は望ましくは、処理中の基板１０４に対して選択される硬度を備える。例えば、半導体ウェーハを備える基板１０４を処理するためのコンポーネントの表面２２は、ディスプレイに使用される誘電ガラスパネルを備える基板１０４を処理するための表面２２の硬度とは異なる硬度を有していてもよい。
【００１９】
表面２２の硬度は、例えば硬度負荷および変位インデントテストによって測定可能である。硬度テストを実行するのに適切な機器は例えば、ＯａｋＲｉｄｇｅ，ＴＮのＮａｎｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な「Ｎａｎｏ Ｉｎｄｅｎｔｅｒ II」であってもよい。このテストでは、インデンタープローブの先端が表面２２に対して配置され、先端を表面２２に対して押圧し、かつ表面２２にインデントを形成する負荷がインデンタープローブに印加される。インデンタープローブの先端は例えばピラミッド形状であり、適切な負荷はマイクログラム程度であってもよい。表面２２の硬度は、例えばＪｏｕｒｎａｌｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１０８，Ｎｏ．４，Ｊｕｌｙ−Ａｕｇｕｓｔ ２００３のＲｅｖｉｅｗｏｆ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｄ Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎに説明されているような、力に起因するインデント面積によって分割されるインデンタープローブに印加された力の比を取ることによってインデントを評価することによって発見可能であり、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。インデント面積は、例えば、光学的に、あるいは表面におけるインデンタープローブの深さを監視し、かつインデンタープローブの先端の既知の表面形状を使用することによって算出可能である。
【００２０】
接触表面２２は、低濃度の不純物、とりわけＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎａ、Ｃａ、ＫおよびＢなどの金属不純物を具備する高純度の低レベル汚染削減金属を有することがさらに望ましい。金属不純物は、サポートコンポーネントの表面を擦り、ここから基板に移入し基板を汚染する恐れがある。適切な汚染削減コーティングは、コーティングの表面２２で約５×１０^１２原子／ｃｍ^２未満の金属原子、あるいは約５×１０^１０原子／ｃｍ^２未満の金属原子の金属濃度レベルを有する。汚染削減材料はまた、プロセスガスにエネルギー付与することによる腐食に対して望ましくは耐性がある。所望の低レベルの金属原子を有するセラミック材料を備えるコーティングが金属またはセラミックサポート構造に印加されて、基板に対する汚染の影響を削減可能であるのに対して、埋め込み電極を有するセラミック静電チャックなどのセラミックサポートコンポーネントの表面はまた、表面を洗浄して、表面の汚染物質レベルを削減するように処置可能である。
【００２１】
汚染削減コーティング２４はまた、例えばコーティング厚さ、熱膨張係数あるいは引張り強度をコントロールすることによって下地サポート構造２５への良好な接着を提供するように調整可能である。例えば、汚染削減コーティングを備えるコーティング２４は望ましくは、コンポーネント２２からコーティング２４のひびや剥離を削減する下地コンポーネント２２の膨張係数に十分匹敵する熱膨張係数を備える。高すぎる、または低すぎる係数は、コンポーネント２２の加熱または冷却中のコーティングおよび下地構造材料の不均衡な膨張／収縮レートの結果として、構造からのコーティング２４のひびおよびデラミネーションをもたらす恐れがある。コーティング２４の厚さはまたコーティング２４の接着に影響を与える恐れがある。例えば、窒化アルミニウムを備える下地構造について、汚染削減コーティングを備える適切なコーティング２４は、摂氏当たり約４ｐｐｍ〜約６ｐｐｍの熱膨張係数を備えていてもよい。アルミニウムやステンレス鋼などの金属を備える下地構造について、汚染削減コーティングの適切なコーティング２４は約４ｐｐｍ〜約６ｐｐｍという同様の熱膨張係数を備えていてもよく、またコーティング２４の剥離を阻止する縮小された厚さを備えていてもよい。
【００２２】
一変形例では、汚染削減材料は、（ＤＬＣとも称される）ダイアモンド状炭素などのダイアモンド状材料を備える。ダイアモンド状材料は、炭素および水素原子のネットワークを具備する炭素ベース材料である。これらは通常、少なくとも約５０％ＳＰ^３ハイブリッド炭素〜少なくとも約９８％ＳＰ^３ハイブリッド炭素などのかなりの割合のＳＰ^３ハイブリッド炭素を有する。従って、ネットワークにおける炭素原子の多くは、グラファイトのように同じ平面にある原子への結合を実質的に制限するのとは反対に、ダイアモンドと同様に、複数の方向に他の炭素または水素原子と結合されている。しかしながら、結合された炭素原子は微結晶や昌子の形態で小範囲の配列のみを有しており、また広範囲の配列を有するダイアモンドの完全三次元昌子格子を通常は形成しない。製作条件に応じて、ダイアモンド状材料はアモルファスであってもよく、あるいはナノスケールサイズの昌子を含有可能である。ダイアモンド状材料はまた、例えば約２原子％〜約２５原子％の水素において少なくとも２原子％の水素含有率というかなりの量の水素を含有可能である。ダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）はまた、材料を有する表面２２から基板１０４の汚染を削減可能な高硬度および低摩擦係数を有する。例えば、ダイアモンド状炭素材料は、約１８ＧＰａ〜約２５ＧＰａなどの、少なくとも約１８ＧＰａの硬度を有することができる。ダイアモンド状炭素の表面の摩擦係数はまた望ましくは低いものであり、例えば約０．０５〜約０．２のうちの約０．３未満の係数である。ダイアモンド状炭素材料はまた、例えば約０．０５〜約０．４マイクロメートルのうちの約０．４マイクロメートル未満の平均表面粗さなどの低い表面粗さを備えることが可能である。ダイアモンド状炭素はまた、約５×１０^１２原子／ｃｍ^２未満の金属不純物、さらには約５×１０^１１原子／ｃｍ^２未満の金属不純物という少量の金属不純物によって製造可能である。例えば、材料は、約１０原子％未満のチタン原子、さらには約６原子％未満のチタンの濃度を備えることが可能である。従って、ダイアモンド状炭素などのダイアモンド状材料は、表面２２上の汚染削減材料に望ましい低摩擦係数、高硬度および高純度などの特徴を提供する。
【００２３】
一変形例では、ダイアモンド状炭素材料は、下地コンポーネント表面２６上にコーティング２４として形成され、金属汚染削減コンポーネント表面を提供する。ダイアモンド状炭素材料のコーティング２４は、化学気相成長法、炭素イオンビーム成長法、グラファイトからのイオン支援スパッタリング、およびグラファイトのレーザー切除（ａｂｌａｔｉｏｎ）を含む方法によって形成可能である。化学気相成長法によってダイアモンド状炭素コーティング層を堆積する方法の一例は、１９９８年１月２３日にＰＣＴ出願され、Ｎ．Ｖ．ＢｅｋａｅｒｔＳ．Ａ．に譲渡された、Ｎｅｅｒｉｎｃｋらへの米国特許第６，２２８，４７１号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。製作プロセスは、結果として得られるコーティングの特性を調整するようにコントロール可能である。例えば、製作条件は、コーティング２４に組み込まれている水素量を調整するようにコントロール可能である。また、製作条件は、コーティング２４の電気特性を調整するように、例えば静電チャック１０２に望ましい電気特性を提供するようにコントロール可能である。例えば、コーティング２４の電気抵抗率は、ｓｐ^３対ｓｐ^２のハイブリッド炭素原子の比率をコントロールすることによってコントロール可能である。より高い比率のｓｐ^３ハイブリッド炭素原子はより高い抵抗率を付与するのに対して、より高い比率のｓｐ^２ハイブリッド炭素原子はより低い抵抗率を付与する。
【００２４】
別の変形例では、汚染削減コーティングは、（i）炭素および水素のネットワークと、（ii）シリコンおよび酸素のネットワークの両方を有するダイアモンド状ナノコンポジットを備えるダイアモンド状材料を備えることが可能である。ダイアモンド状ナノコンポジットは、そのうちのかなりの量がｓｐ³ハイブリッドであるが、純粋ダイアモンドのような実質的な広範囲の配列を有していない結合炭素原子のネットワークを備える点において、ダイアモンド状炭素に類似しており、また結合水素原子をさらに備えることが可能である。製作条件に応じて、ダイアモンド状ナノコンポジットは完全にアモルファスであってもよく、あるいは、例えばナノスケールレベルでダイアモンド昌子を含有することも可能である。ダイアモンド状ナノコンポジットは、炭素ネットワークに実質的ランダムに浸透して、高い温度安定性、高硬度および低摩擦係数を有する組成材料を形成するシリコン結合酸素のネットワークを備える。ナノコンポジットにおけるＣ、Ｈ、ＳｉおよびＯ原子の各々パーセンテージは、所望の組成特徴を提供するように選択可能である。適切なダイアモンド状ナノコンポジットは、例えば約５０原子％〜約９０原子％の炭素、５原子％〜約１０原子％の水素、約１０原子％〜約２０原子％のシリコンおよび約５原子％〜約１０原子％の酸素の組成を備えていてもよい。ダイアモンド状ナノコンポジットは、約０．０５〜約０．２のうちの約０．３未満の低摩擦係数と、約０．０５マイクロメートル〜約０．４マイクロメートルのうちの約０．４マイクロメートル未満、さらには約０．１マイクロメートル未満の低平均表面粗さとを備えていてもよい。ダイアモンド状ナノコンポジットはまた、約８〜約１８ＧＰａといった少なくとも約８ＧＰａの微小硬度を備えてもよい。ダイアモンド状ナノコンポジットはまた高純度を備えていてもよく、例えば、ダイアモンド状ナノコンポジットは、約５×１０¹²原子／ｃｍ²未満、さらには約５×１０¹¹原子／ｃｍ²未満の金属不純物を備えていてもよい。例えば、材料は、約１０原子％未満の、チタンなどの金属不純物、さらには約７原子％未満のチタンを備えることが可能である。
【００２５】
一変形例では、ダイアモンド状炭素材料を備えるコーティング２４は、基板１０４を処理するのに使用される場合に、コーティング２４の少ない磨耗を提供する磨耗係数をさらに備えていてもよい。磨耗係数は、別の表面に沿ってスライディングされたり擦られたりする場合に表面が受ける磨耗量の尺度である。磨耗係数は、例えば、通常正常な負荷およびスライディングスピード定数を維持しながら、表面を基準表面に対してスライディングさせて、線形領域対スライディング距離のボリューム損失の傾斜を測定することによって得られる。ダイアモンド状ナノコンポジットを備えるコーティング２４に適切な磨耗係数は例えば、約５×１０^−６ｍｍ^３／Ｎｍ未満であってもよい。
【００２６】
ダイアモンド状ナノコンポジットは、化学気相成長法を含む、ダイアモンド状材料について説明されたのと類似の方法によって形成可能であり、またコンポーネント２０上にコーティング２４として形成可能である。ダイアモンド状ナノコンポジットコーティングの形成方法の例は、例えば、１９９４年１０月４日に出願され、ＶｅｎｉａｍｉｎＤｏｒｆｍａｎに譲渡された、Ｄｏｒｆｍａｎらへの米国特許第５，３５２，４９３号、および１９９８年１月２３日にＰＣＴ出願され、Ｎ．Ｖ．ＢｅｋａｅｒｔＳ．Ａ．に譲渡された、Ｎｅｅｒｉｎｃｋらへの米国特許第６，２２８，４７１号に説明されており、両者ともその全体を参照として本明細書に組み込まれている。ダイアモンド状ナノコンポジット材料はまた、ＢｅｋａｅｒｔＡｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＢｅｌｇｉｕｍのＤＬＮやＤｙｌｙｎ（登録商標）などの市販の材料であってもよい。
【００２７】
ダイアモンド状炭素およびダイアモンド状ナノコンポジットを含むダイアモンド状材料はまた、金属添加物を材料に組み込むことによって調整可能である。金属添加物は、金属の所望の電気抵抗率やコンダクタンスなどの所望の特性を提供するように添加可能である。金属添加物はダイアモンド状材料の周りに分配され、炭素およびシリコンネットワークのうちの少なくとも１つに浸透する個別結合金属ネットワークを形成してもよい。適切な金属添加物は、例えばＢ、Ｌｉ、Ｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｈｆ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕのうちの少なくとも１つを備えていてもよい。ダイアモンド状材料は、約０．１原子％〜約１０原子％の、例えばチタンなどの金属添加物を備えることができる。金属添加物を有するダイアモンド状材料はまた、比較的低い摩擦係数と比較的高い硬度とを備える。例えば、金属添加物を有するＣ：ＨおよびＳｉ：Ｏネットワークを備えるダイアモンド状ナノコンポジットは、例えば約０．０５〜約０．２の、約０．３未満の摩擦係数を備えることが可能である。金属添加物を具備するダイアモンド状ナノコンポジットはまた、例えば約１２〜約１８ＧＰａの、少なくとも約１２ＧＰａの微小硬度を有することができる。金属添加物は、金属をダイアモンド状材料と共に堆積することによって、あるいは別の適切な製作方法によってダイアモンド状ネットワークに導入可能である。金属添加物組み込み方法の例は、米国特許第５，３５２，４９３号および第６，２２８，４７１号に説明されており、これらはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００２８】
ダイアモンド状材料を備えるコーティング２４の形成方法の一変形例では、コンポーネント構造２５がプロセスチャンバのプラズマゾーン２１３に配置され、この実施形態は図７Ａに示されている。チャンバ１０６は、プラズマゾーン２１３を包囲するチャンバ壁２１８を備える。コンポーネント２０はチャンバ１０６におけるサポート２０２上に保持可能である。プロセスガス供給部１３０は堆積ガスをチャンバ１０６に提供し、チャンバ１０６において、ガス源と、この源からチャンバに至る１つ以上の導管と、流量計と、１つ以上のガス入口とを備えることが可能である。プロセスガスは、コーティング２４において結合炭素ネットワークを形成可能な、炭素含有ガスなどの少なくとも１つの炭素含有化合物を備える。プロセスガスはまた、水素含有ガスなどの水素含有化合物を備えることができる。例えば、プロセスガスは、メタン、プロパン、アセチレン、ブタンおよびエスリン（ｅｔｈｅｌｙｎｅ）のうちの少なくとも１つなどの、炭素および水素原子の両方を備えるガスを備えることが可能である。シリコンおよび酸素のネットワークを備えるダイアモンド状ナノコンポジットを形成するために、プロセスガスはさらにシリコン含有化合物を備えることができる。例えば、プロセスガスは、例えば１９９５年１０月３日に出願され、ＡｄｖａｎｃｅｄＲｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓに譲渡された、Ｇｏｅｌらへの米国特許第５，６３８，２５１号に説明されているような、ヘキサメチルジシロキサンやポリフェニルメチルシロキサンを備えることができ、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。プロセスガスはさらに、例えばアルゴンなどの添加ガスを備えることができる。
【００２９】
ガスエナジャイザー２１６はプロセスガスにエネルギー付与して、プラズマ化学気相成長法によってダイアモンド状材料をコンポーネント表面２６上に堆積するプロセスゾーン２１３においてエネルギー付与されたガスを形成する。例えば、ガスエナジャイザー２１６は、炭素、水素、シリコンおよび酸素含有化合物を備えるプロセスガスを分解して、ダイアモンド状ナノコンポジットを備える化学気相成長材料を表面２６上に堆積することができる。ガスエナジャイザー２１６は例えば、エネルギー付与されたガスを形成するためにＲＦエネルギーを結合可能な誘導アンテナおよび電極のうちの１つ以上を備えることができる。排出部２２０はチャンバからガスを排出するように提供可能であり、また排出ポンプにつながる排出ポートと、チャンバ１０６における圧力をコントロールするためのスロットルバルブとを備えることが可能である。コントローラ２９４はチャンバ１０６のコンポーネントをコントロールして、コーティング２４をコンポーネント２０上に堆積することができる。
【００３０】
一変形例では、チャンバ１０６は、エネルギー付与されたガスによってターゲット２１４からスパッタリングされて、化学気相成長材料と同時に表面２６上にスパッタリング済み金属を堆積して、金属添加物を有するダイアモンド状材料を形成することができる、金属材料を有するターゲット２１４を備える。この変形例では、ダイアモンド状材料は、プラズマ化学気相成長環境において金属添加物の物理気相成長法を組み合わせるプロセスによって金属添加物と共に堆積される。ターゲット２１４は、例えばチタンおよびタングステンのうちの少なくとも１つを備える金属材料を備えることができる。一変形例では、ターゲット２１４はガスエナジャイザー２１６の一部として作用し、またターゲット材料のスパッタリングを誘導するように電気的にバイアス可能である。磁界生成器を備えるマグネトロン２１７はまたガスエナジャイザー２１６の一部として提供可能である。マグネトロン２１７に印加される電力は、ターゲット２１４から材料をスパッタリングするためにガス密度にエネルギー付与し、これを維持することができる。金属材料はまた、例えば金属源の熱蒸発または金属イオンビームなどの、スパッタリング以外の方法でコーティング２４に共に堆積可能である。
【００３１】
一変形例では、ダイアモンド状材料を有するコーティング２４を備えるコンポーネント２０は、多数の基板１０４の処理後に、例えば図７Ａに示されたチャンバ実施形態において改造可能である。コーティング２４は、例えばエネルギー付与されたガスへの暴露によって基板処理中に腐食した可能性のあるコーティング２４の部分を修理または交換するように改造可能である。洗浄ステップはまた、表面２６から残渣コーティングを除去するために実行されてもよい。例えば、表面は、コーティングを溶解する化学溶液によって洗浄されてもよく、あるいはコーティングは表面２６からグリットブラスト可能である。洗浄プロセスの別の変形例では、残渣コーティングは、残渣コーティングがエネルギー付与されたエッチングガスに暴露されて残りのコーティング２４をエッチングする反応イオンエッチングプロセスによって除去可能である。改造プロセスでは、ダイアモンド状材料を備えるコーティング２４は、例えば化学気相成長材料をスパッタリング済み金属と同時に堆積させることを含む上記方法によってコンポーネント２０の表面２６上に再堆積される。
【００３２】
さらに別の変形例では、Ｃ：ＨおよびＳｉ：Ｏネットワークを備えるダイアモンド状ナノコンポジットを備えるコーティング２４は、コーティング２４の表面２２をシールするために処置可能である。例えば、コーティング２４の表面２２は、ダイアモンド状材料において炭素原子と反応する水蒸気などの酸素含有反応剤に暴露されて、ＣＯおよびＣＯ_２などのガス生成物を形成することができる。ガス生成物は表面２２を出て、より高いシリコン含有率および少量の炭素を有する「緻密化」ダイアモンド状表面材料を提供する。例えば、コーティング２４の表面２２は少なくとも約９０原子％のＳｉおよびＯを備えていてもよい。「緻密化」表面２２はさらなる湿気に対するシーリング材として作用し、コーティング２４を有するコンポーネントの処理性能の改良を提供する。
【００３３】
別の変形例では、汚染削減コーティングが、高純度材料を有する表面２２から基板１０４の汚染を削減する特徴を有する高純度セラミックを備える。一変形例では、高純度セラミックを備える汚染削減材料は高純度シリコンカーバイドを備える。汚染削減シリコンカーバイド材料は少なくとも約９９％、さらには少なくとも約９９．９９９％の純度を備えており、また約５×１０^１２原子／ｃｍ^２未満〜約５×１０^９原子／ｃｍ^２未満の金属原子、例えばｃｍ^２当たり約５×１０^１０原子未満の金属原子を備えることができる。シリコンカーバイド材料はまた望ましくは、約９８％〜約１００％の理論密度、例えば少なくとも約９９％の理論密度という高密度を備える。金属汚染削減シリコンカーバイド材料を備える表面２２はまた、約０．０５〜約０．２の、約０．３未満の低摩擦係数を提供するように研磨可能であり、また約０．２マイクロメートル未満の平均表面粗さという低表面粗さを有する実質的に平滑な表面を提供可能である。
【００３４】
適切な汚染削減シリコンカーバイド材料は、例えば１９９７年５月９日に出願され、ＢｒｉｄｇｅｓｔｏｎｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、Ｔａｋａｈａｓｈｉらへの米国特許第６，００１，７５６号によって説明されているような、例えば高純度シリコンカーバイド焼結方法によって製作可能であり、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。例えば、汚染削減シリコンカーバイド材料は、１層の高純度焼結シリコンカーバイドを有するコーティング２４を備えることができる。また、高純度シリコンカーバイドのコーティングは、例えば炭素およびシリコン含有前駆体と反応して堆積シリコンカーバイドコーティングを形成する化学気相成長方法によってコンポーネント２０の表面２６上に堆積可能である。コーティング２４はまた、例えば、反応剤含有シリコンによる、グラファイトなどの炭素質材料の熱化学変換によって形成可能であり、この変換の一例は、１９９４年１０月２６日に出願され、ＬｅＣａｒｂｏｎｅ Ｌｏｒｒａｉｎｅに譲渡された、Ｂｏｕらへの米国特許第５，７０５，２６２号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００３５】
別の変形例では、汚染削減材料は、窒化シリコンを備える高純度セラミックを備える。高純度窒化シリコン材料は、例えば約５×１０^１２原子／ｃｍ^２未満の汚染金属、さらには５×１０^１０原子／ｃｍ^２未満の汚染金属という所望の汚染削減特徴を有していてもよい。窒化シリコン材料はまた、約９８％の理論密度〜約１００％の理論密度、例えば少なくとも約９９％の理論密度を有していてもよい。高純度窒化シリコン材料は、例えば約０．０５〜約０．２のうちの約０．３未満の摩擦係数、および約１０ＧＰａ〜約１８ＧＰａ、例えば少なくとも約１６ＧＰａの硬度を有していてもよい。さらに、窒化シリコン表面は、約０．４マイクロメートル未満の表面粗さ平均を提供するように研磨されてもよい。また、金属汚染削減Ｓｉ_３Ｎ_４を備えるコーティング２４は、少なくとも約５５０℃の温度でも、ステンレス鋼などの金属表面への良好な接着を呈することが可能である。窒化シリコンを備える表面２２は、例えば化学気相成長プロセスによって形成されたコーティング２４などの窒化シリコンコーティング２４を備えていてもよい。
【００３６】
汚染削減コーティングとして作用することもある他の高純度セラミック材料は、例えばシリコンおよび酸化シリコンのうちの少なくとも１つを備えることが可能である。シリコンおよび酸化シリコン材料は、ｃｍ^２当たり約５×１０^１２未満の汚染金属の高純度を有する。材料はまた、約０．３未満の所望の摩擦係数、および約０．４マイクロメートル未満の平均表面粗さを提供するように、望ましくは研磨される。
【００３７】
一変形例では、汚染削減コーティングを備えるコーティング２４は、例えば図５に示されるように、コンポーネント２０の表面２６をカバーして保護キャップ１３３を形成するベース層１３０をコーティング可能である。キャップ１３３は、基板１０４の汚染を削減する汚染削減表面２２を提供しつつ、下地コンポーネント構造２５の保護を提供する。キャップ１３３はまた、下地構造２５の周辺縁１３７をカバーして構造２５を保護するコンフォーマル出っ張り１３６を備えることができる。一変形例では、キャップ１３３は、例えばグラファイトベース層１３０の表面の化学気相成長法や熱化学変換によってグラファイトベース層１３０上に形成される高純度シリコンカーバイド層を有するコーティング２４を備えており、汚染削減材料を有するコーティング表面２２を提供する。別の変形例では、キャップ１３３は、高純度シリコンカーバイドコーティング２４によってコーティングされた金属浸潤シリコンカーバイド材料を備えるベース層１３０を備える。浸潤シリコンカーバイドベース層１３０は、シリコン金属などの金属によって多孔性焼結シリコンカーバイド材料の孔隙を浸潤することによって形成される。例えば、シリコン金属は浸潤されて、約２０％〜約８０％のベース層材料のボリュームパーセントを提供可能である。シリコンカーバイドを備えるコーティング２４は、例えば化学気相成長法によって浸潤されたシリコンカーバイド材料を備えるベース１３０上に形成され、汚染を削減する高純度シリコンカーバイド層を形成する。代替的に、キャップ１３３は、焼結シリコンカーバイドなどのシリコンカーバイドから実質的に全体的に作られてコーティング２４を形成してもよく、あるいはシリコンカーバイドコーティング２４によってカバーされた焼結シリコンカーバイドベース層１３０を有してもよい。
【００３８】
一変形例では、キャップ１３３は、例えば図５に示されるように、コーティング２４によって実質的に全体的にカバーされたベース層１３０を備える。この変形例では、コーティング２４はベース層１３０の上部表面１３１、底部表面１３４、および側部表面１３５をもカバー可能である。このようなコーティング２４の提供は、コーティング２４とベース層１３０間で展開可能な熱ストレスが削減可能であるため、有益である。例えば、化学気相成長方法によってコーティング２４を印加した後に実行される冷却ステップ中、コーティング２４とベース層１３０の熱膨張係数の差は、コーティング表面２２の湾曲や他の変形を誘導しうるストレスを引き起こす恐れがある。コーティング２４をベース層１３０の底部表面１３４および上部表面１３１に印加することによって、上部表面１３１のストレスは、上部および底部表面１３１、１３４のストレスに対して少なくとも部分的に補償され、コーティング表面２２の変形を削減することができる。
【００３９】
一変形例では、接着層１４０が、汚染削減材料を備えるコーティング２４を下地コンポーネント構造に固定するために提供される。例えば、図１および２に示されるように、接着層１４０はコンポーネント２２の上部表面２６に印加されてもよく、またコーティング２４はこの上に形成されて、コーティング２４を表面２６に接着してもよい。例えば接着層１４０は、チタン、アルミニウム、ジルコニウムおよびクロムのうちの少なくとも１つを備えることができる。一変形例では、接着層１４０は、金属および非金属材料の両方を結合するチタンなどの金属を備える。接着層１４０は、例えば約０．２５〜約４ミクロンの厚さを備えることができる。コーティング２４およびキャップ１３３はまた、例えばコネクタピンによって、下地コンポーネント構造２５に機械的に固定可能である。
【００４０】
一変形例では、汚染削減材料を有するコンポーネント２０は、静電チャック１０２を有する基板サポート１００を備えるサポート構造２５を備えており、この実施形態は図１に示されている。静電チャック１０２は、誘電体１０９によって少なくとも部分的にカバーされている電極１０８を備えており、また誘電体１０９によって実質的全体的にカバーされていてもよい。電極１０８は電圧源によって帯電可能であり、基板１０４をチャック１０２上に静電的に保持する。一変形例では、誘電体１０９は、例えば窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちの少なくとも１つなど、約１０^１２オーム／ｃｍ未満の比較的低い抵抗率を有する誘電材料を備える。比較的低い抵抗率の誘電体はＪｏｈｎｓｏｎ−Ｒａｈｂｅｋ効果を促進して、電荷を少なくとも部分的に誘電体１０９を移動させて基板１０４を保持することによってチャック１０２上に基板を保持可能である。誘電体に適切な他の抵抗率の低い誘電材料は、例えば、酸化チタンおよび酸化クロムのうちの少なくとも１つによってドープされた酸化アルミニウムを含むことができる。
【００４１】
静電チャック１０２は、基板１０４をサポートする誘電体１０９の上部表面２６上に複数のメサ１１２を備える。この複数のメサ１１２は最適な静電チャック力を提供するように成形および分配可能であり、また誘電体の上部表面への所望の熱移送ガス流分配を提供する。例えば、メサ１１２は上部表面２６上で間隔をあけられた同心リングに配列可能である。メサ１１２の組成ならびにメサ１１２の高さおよび幅はまた、所望の静電チャック力を提供するように選択可能である。例えば、メサ１１２は比較的高い抵抗率を有する誘電材料を備えて、ハイブリッドＪｏｈｎｓｏｎ−Ｒａｈｂｅｋ静電チャックを形成可能である。サポートメサ１１２を有するハイブリッドＪｏｈｎｓｏｎ−Ｒａｈｂｅｋ静電チャックの一例は、１９９７年９月２５日に出願され、ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓに共に譲渡された、Ｇｒｉｍａｒｄらへの米国特許第５，９０３，４２８号に説明されており、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。メサ１１２はまた、例えば２０００年６月２９日に出願され、ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓに共に譲渡された台湾特許第０４６６６６７号に説明されているようなＴｉＡｌＮ材料などの抵抗率の低い金属含有材料などの導電材料を備えることができ、これはその全体を参照として本明細書に組み込まれている。
【００４２】
一変形例では、メサ１１２は、上記汚染削減材料のうちの少なくとも１つを有するコーティング２４を備える。例えば、実質的にメサ１１２の全体は、汚染削減材料から形成されたコーティング２４を備えることができる。汚染削減材料を実質的全体的に備えるメサ１１２の適切な高さは約０．２５マイクロメートル〜約６マイクロメートルであってもよい。代替的に、メサ１１２は、残りのメサ１１２の上にある汚染削減材料の表面コーティング２４を備えることができる。メサ１１２は、例えばダイアモンド状炭素、ダイアモンド状ナノコンポジットおよび金属含有ダイアモンド状材料などの少なくとも１つのダイアモンド状材料を備える汚染削減材料を備えることが可能である。メサ１１２はまた、上記のシリコンカーバイド、窒化シリコン、シリコンおよび酸化シリコン材料のうちの少なくとも１つなど、高純度セラミックを備える汚染削減材料を備えることが可能である。メサ１１２はまた、例えばコーティング２４の接着を改良するチタンを備える接着層１４０を備えることができる。
【００４３】
一変形例では、メサ１１２は、例えば約１０^２オーム／ｃｍ〜約１０^１０オーム／ｃｍの抵抗率などの所望の抵抗率を提供するように調整されたダイアモンド状炭素やダイアモンド状ナノコンポジット材料などのダイアモンド状材料を備える。例えば、メサ１１２は、約５％〜約１０％のｓｐ^２ハイブリッド炭素原子率などの約１０^４オーム／ｃｍ〜約１０^８オーム／ｃｍのメサ１１２の電気抵抗率を提供するように選択されたｓｐ^２ハイブリッド炭素原子の比率を有するダイアモンド状材料を備えていてもよい。別の例として、ダイアモンド状材料の金属添加物の濃度は、材料の所望の抵抗率を提供するように変更可能である。例えば、適切なダイアモンド状材料は、約１０^６オーム／ｃｍなどの、約１０^４〜約１０^８オーム／ｃｍの抵抗率を提供するように、約１〜約１０原子％の、チタンなどの金属添加物を備えていてもよい。
【００４４】
別の変形例では、メサ１１２は、シリコンカーバイド、窒化シリコン、シリコンおよび酸化シリコンのうちの少なくとも１つなどの高純度セラミックを備えており、またメサ１１２の表面２２は、低平均表面粗さを提供して、基板１０４の汚染を表面から削減するように研磨可能である。静電チャック力が基板１０４をサポート１００上に保持する場合、メサ表面２２の平均表面粗さは比較的小さくてもよい。例えば窒化シリコンなどの高純度セラミックを備えるメサ１１２の表面２２は、約０．４マイクロメートル未満、さらには約０．１マイクロメートル未満の平均表面粗さを備えていてもよい。
【００４５】
別の変形例では、汚染削減材料を備えるコンポーネント２０は、例えば加熱ペデスタル１５１（この実施形態は図２ａに示されている）や冷却ペデスタル１５２（この実施形態は図２ｂに示されている）などの熱交換ペデスタル１５０を備えるサポート構造２５を備える。熱交換ペデスタルは、基板１０４と熱交換して、基板１０４の所望の温度を提供するように適合されている。例えば、加熱ペデスタル１５１は基板１０４を加熱して、基板の処理前に基板１０４から汚染物質材料を除去または脱ガスしてもよい。冷却ペデスタル１５２は、処理後に基板を取り扱うのに適した温度など、所望の温度に基板１０４を冷却してもよい。熱交換ペデスタル１５０は、基板１０４と熱交換するように適合された熱導電ペデスタル本体１５４と、基板を受け取るための受け取り表面２２とを備える。熱交換ペデスタル１５０はさらに、ここを通って熱交換流体が流れることが可能なヒーター１５５および導管１５８のうちの少なくとも１つを備える熱交換器１５７を備える。一変形例では、ペデスタル本体１５４は、ステンレス鋼、アルミニウムおよびチタンのうちの少なくとも１つなどの金属材料を備える。例えば、適切な熱交換ペデスタル１５１は、ステンレス鋼を備えるペデスタル本体１５４を備えていてもよく、また適切な冷却ペデスタル１５２は、アルミニウムを備えるペデスタル本体１５４を備えることが可能である。
【００４６】
加熱ペデスタル１５１はさらに、加熱された流体が流れることができる抵抗ヒーターや導管（図示せず）などのヒーター１５５を備える。加熱ペデスタルはまた、オーバーヘッド加熱ランプ（図示せず）によって加熱可能である。加熱ペデスタルは、少なくとも２００℃〜少なくとも約４００℃の温度に基板１０４を加熱することができる。冷却ペデスタル１５２は通常、基板１０４を冷却するために冷却された流体が流れることが可能な冷却導管１５８を備えることができる。冷却ペデスタルは、基板１０４を約８０℃未満の温度に冷却可能である。加熱および冷却ペデスタル１５１、１５２のうちの１つ以上が、集積真空マルチチャンバシステムにおける個別チャンバに配置されて（この一例は図６に示されている）、プロセスチャンバ１０６での基板１０４の処理の前または後に、基板の所望の熱処理または冷却を提供してもよい。
【００４７】
一変形例では、熱交換ペデスタル１５０は、汚染削減コーティングのうちの少なくとも１つを備えるコーティング２４を備える。例えば、熱交換ペデスタル１５０は、ダイアモンド状材料および高純度セラミック材料のうちの少なくとも一方を備えるコーティング２４を備えることができる。コーティング２４は、基板１０４を保護するためにペデスタル本体１５４の上部表面２６上に形成可能であり、またペデスタル本体１５４の上部表面２６全体を実質的にカバーすることもできる。また、コーティング２４は、図５に示されるように、表面２６をカバーする保護キャップ１３３の一部として提供可能である。コーティング２４の厚さは、基板１０４の良好な加熱を提供しつつ、加熱本体材料の基板１０４への移入を阻止するように選択される。例えば、コーティング２４の適切な厚さは約０．２５マイクロメートル〜約６マイクロメートルであってもよい。接着層１４０は、コーティング２４をペデスタル１５０に固定するために熱交換ペデスタル１５０の表面２６上に提供されてもよい。チタンを備える層などの接着層１４０の適切な厚さは約０．２５マイクロメートル〜約１マイクロメートルであってもよい。一変形例では、熱交換ペデスタル１５０はダイアモンド状材料のコーティング２４を備える。別の変形例では、熱交換ペデスタルは高純度シリコンカーバイドのコーティング２４を備える。別の変形例では、熱交換ペデスタルは、高純度窒化シリコンのコーティング２４を備える。さらに別の変形例では、熱交換ペデスタル１５０は、グラファイトやシリコン浸潤シリコンカーバイドを備えるベース層１３０と、ベース１３０を実質的全体的にカバーするシリコンカーバイドのコーティング２４とを有するキャップ１３３を備える。
【００４８】
さらに、熱交換ペデスタル１５０は通常、実質的に基板１０４を静電的に保持せずに基板１０４と熱交換するため、サポート表面２２は、表面２２上の基板１０４の保有を改良するように調整されてもよい。例えば、熱交換ペデスタル１５０上のコーティング２４の表面２２は、静電チャック上のメサ１１２の表面よりもわずかに大きな平均表面粗さを備えていてもよい。しかしながら、表面粗さは望ましくは、基板１０４の汚染を阻止できるほど低く維持される。適切な平均表面粗さは、例えば約０．１マイクロメートル〜約０．４マイクロメートルなど、約０．４マイクロメートル未満であってもよい。
【００４９】
一変形例では、基板１０４の保有は、表面２２に溝１５９を形成することによって改良される。溝１５９は、例えば半径方向に間隔のあけられた円形溝を備えていてもよい。一変形例では、表面２２は、少なくとも１ｃｍ間隔であり、かつ約５０マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの深さおよび約１ミリメートル〜約３ミリメートルの幅を有する４個の溝を備える。一変形例では、溝１５９は、ペデスタル本体１５４の表面２６に溝を加工、または他の方法で形成することによって形成される。汚染削減コーティングのコンフォーマルコーティング２４がペデスタル本体１５４の表面２６に印加されて、溝付きの上部表面を有するコーティング２４をもたらす。接着層１４０はまた、コンフォーマルコーティング２４が形成される前に印加されてもよい。溝１５９の提供は、通常は極めて平滑であり、また場合によっては、ペデスタル１５０上に基板１０４の適切な保有を提供しないこともあるダイアモンド状材料などの材料にとって特に好都合であろう。一変形例では、溝１５９は、ペデスタル１５０上の基板１０４と熱交換するために熱交換流体を流すように適合されてもよい。
【００５０】
一変形例では、ペデスタル本体１５４の表面２２は、表面２２上に配置された基板１０４の前および裏側の圧力を等しくすることができる溝１５９のパターンを備える。例えば、熱交換ペデスタル１５０は、処理の前または後に基板１０４を脱ガスするのに使用される脱ガスペデスタルを備えていてもよい。溝１５９のパターンは、基板の前および裏側間の圧力差のビルドアップを阻止することによって、表面２２への基板の「付着」の発生を低下させることができる。圧力を等しくするのに適した溝１５９のパターンの例は図８に示されている。この変形例では、溝１５９のパターンは、異なる半径を有し、かつ望ましくは同心である複数の円形溝１７３を備える。円形溝１７３は、表面２２の中心１７４を中心にガス圧を分配するように作用する。円形溝１７３は例えば、第１の半径を有する第１の円形溝１７ａと、第１の半径よりも大きな第２の半径を有する第２の円形溝１７３ｂとを備えることができる。溝１５９のパターンはさらに、基板受け取り表面２２を横切って延び、かつ実質的に円形溝１７３間のみにある複数の放射状溝１７５を備える。放射状溝は、表面２２の直径に渡ってガス圧を分配するように作用する。一変形例では、放射状溝は実質的に第１の円形溝１７３ａから第２の円形溝１７３ｂにまで延びる。表面はさらに、第１の円形溝１７３ａ内にある凹状中心領域１７６を備えていてもよい。中心領域１７６は基板１０４との表面２２の接触を阻止し、表面２２の中心に対してわずかに湾曲した基板１０４などの、基板１０４の接着または付着を阻止する。
【００５１】
例示的な一変形例では、溝１５９のパターンは、４個の円形溝１７３など約３個〜約８個の円形溝１７３を備えており、また１２個の放射状溝１７５などの、約２個〜約２４個の放射状溝１７５を備える。溝１５９は約０．５ｍｍ（０．０２インチ）〜約１ｍｍ（０．０４インチ）、例えば約０．８ｍｍ（０．０３インチ）の深さを備えていてもよい。溝はまた、例えば図２Ａに示されるように、半円断面プロファイルなどの円状断面プロファイルを備えていてもよい。溝１５９のパターンは、ペデスタル１５０上への基板１０４の配置時に、表面２２上での基板１０４のスリップを削減する目的を果たすこともある。
【００５２】
さらに別の変形例では、汚染削減材料を備えるコンポーネント２０は、例えば図８、９Ａおよび図９Ｂに示されるように、凹上周辺出っ張り１７８のあるディスク１７７を備える本体１５４を有するサポート構造２５を備える。例えば、コンポーネント２０は、ダイアモンド状コーティング２４および凹状周辺出っ張り１７８を有する脱ガスペデスタルなどの熱交換ペデスタル１５０を備えていてもよい。凹状周辺出っ張り１７８は、例えば図９Ｂに示されるように、基板１０４の周辺縁１７９が周辺出っ張り１７８の少なくとも一部の上に張り出し、かつ出っ張り１７８と基板１０４間の接触が実質的に回避されるように十分大きくサイズ設定された半径幅を備える。凹状周辺出っ張り１７８は、図９Ａに示されるように、ディスク１７７の周辺に連続リングを形成可能である。凹状周辺出っ張り１７８は、ペデスタル１５０の表面２２と基板１０４の周辺縁１７９間の接触が削減されるために基板１０４の汚染を削減すると考えられ、これは一部の基板１０４では汚染領域を備える恐れがある。汚染された基板の周辺縁１７９とペデスタル１５０の表面２２間の接触は、ペデスタル１５０への汚染物質微粒子の移送と、ペデスタル１５０上に配置された後続基板１０３の汚染とをもたらす恐れがある。しかしながら、凹状周辺出っ張り１７８を提供することによって、このような汚染エリアとサポート表面２２間の接触は削減されて、表面２２上に配置された後続基板１０４の汚染もまた削減される。凹状周辺出っ張り１７８は望ましくは、ディスク１７７全体の直径の少なくとも約１５０分の１の半径幅を備えていてもよい。例えば、凹状周辺出っ張り１７８は、直径３００ｍｍのディスク１７７について少なくとも約２ｍｍの半径幅を備えていてもよい。周辺出っ張り１７８がディスク１７７の上部表面１８２から凹状にされる適切な深さは少なくとも約２ｍｍの深さであってもよい。凹状周辺出っ張り１７８は図８に示されたように表面２２上の溝１５９のパターンと関連して提供されて、基板１０４の処理において汚染削減および圧力等化を提供可能である。
【００５３】
さらに別の変形例では、汚染削減材料を備えるコンポーネント２０は、リフトピン１６０を備えるサポート構造２５を備えており、この実施形態は図３に示されている。リフトピン１６０は、サポート１００の表面から基板を昇降させるように適合された先端１６２を有する可動式の細長い部材１６１を備える。リフトピン１６０は、１つ以上のリフトピン１６０を保持し、かつリフトピン１６０を昇降させるベローズ（図示せず）に取り付け可能なリフトピンサポート１６４を含むリフトピンアセンブリ１６３の一部であってもよい。リフトピン１６０は、ダイアモンド状材料および高純度セラミックのうちの少なくとも１つなど、上記汚染削減材料のうちの少なくとも１つを備えることができる。例えば、リフトピン１６０は、基板１０４の汚染を削減する接触表面２２を提供するために、リフトピン１６０の先端１６２の少なくとも一部をカバーする汚染削減材料のコーティング２４を備えていてもよい。一変形例では、リフトピン１６０にとって好ましい汚染削減コーティングは、ダイアモンド状材料を備えるコーティング２４を備えており、コーティング２４はリフトピン１６０の先端１６２に約１マイクロメートル〜約４マイクロメートルの厚さを有する。別の変形例では、リフトピン１６０にとって好ましい汚染削減コーティングは、窒化シリコンを備える高純度セラミックを備えるコーティング２４を備える。さらに別の変形例では、好ましい汚染削減コーティングはシリコンカーバイドを備える。
【００５４】
さらに別の変形例では、基板１０４の汚染を削減可能なコンポーネント２０は、例えば図１０Ａに示されるように、基板１０４を基板サポート１００から持ち上げ、かつ基板１０４を移送するように適合されている基板リフトアセンブリ１８５を備える。例えば、基板リフトアセンブリ１８５は、熱交換ペデスタル１５０などのサポート１００に対して基板１０４を昇降させるように適合されてもよい。リフトアセンブリ１８５は、サポート１００の周辺１８７に嵌合するようにサイズ設定されたフープ１８６を備える。１対のアーチ状フィン１８８は、例えば図１０Ａに示される対向配列においてフープ１８６上に搭載される。各アーチ状フィン１８８は、サポート１００に向かって内側に角度付けされている１対の対向端１８９を備える。各対向端１８９は、サポート１００に向かって内側に延びる出っ張り１９０を備える。
【００５５】
アーチ状フィン１８８の各対向端１８９上の出っ張り１９０は、基板１０４を出っ張り１９０上に設定することによってサポート１００に対して基板１０４を持ち上げることができるリフト構造を形成するように共働する。出っ張り１９０は、各端１８９から出っ張りに向かって下方向に傾斜する勾配付き接続領域１９１によって対向端１８９に接続されてもよい。出っ張り１９０は望ましくは、基板１０４を適切にサポートするようにサイズ設定されており、また勾配付き接続領域１９１と基板１０４間の過度の接触や擦れなく基板１０４をサポートできる十分な距離だけ内側に延びていてもよく、これによって基板１０４の汚染を削減することができる。出っ張り１９０は、基板１０４が対向端で勾配付き接続領域１９１に実質的に接触しないようにかなり大きくてもよい。例えば、直径約３００ｍｍの基板１０４を持ち上げて移送するために、出っ張り１９０は、少なくとも約７ｍｍ対向端１８９から内側に延びていてもよい。
【００５６】
基板リフトアセンブリ１８５はさらに、例えば図１０Ｂに示されるように、基板１０４の昇降中に基板１０４と出っ張り１９０間の接触を最小化するようにサイズ設定および適合された各出っ張り１９０の上部表面１９３上に少なくとも１つの隆起した突起１９２を提供することによって改良される。基板１０４と出っ張り表面１９３間の接触を最小化することは、出っ張り１９０による基板１０４の汚染をさらに削減し、基板１０４の処理における結果の改良を許容する。また、既に汚染されている基板１０４は、出っ張り１９０や、出っ張り１９０によって持ち上げられた後続基板に過剰な量の汚染を実質的に移送することなく、隆起した突起１９２を有するリフトアセンブリ１８５によって安全に取扱い可能である。突起１９２はまた、隆起した突起１９３が基板１０４の周辺縁１７９から離れた領域で基板１０４と接触するように出っ張り１９０の内側端１９５に向かって、かつここに配置されてもよく、これは通常基板１０４の周辺縁１７９ほど汚染されない。例えば、隆起した突起１９３は、これらが基板１０４の周辺縁１７９内部に少なくとも約４ｍｍ、さらには周辺縁１７９内部に少なくとも約７ｍｍの直径で基板に接触するように、対向端１８９から間隔をあけられてもよい。従って、突起１９３は、少なくも約４ｍｍ〜少なくとも約７ｍｍ、対向端１８９から間隔をあけられてもよい。出っ張り１９０との基板１０４の接触を最小化する隆起した突起１９３の適切な高さは、例えば約１ｍｍ〜約２ｍｍのうちの少なくとも約１ｍｍ、さらに少なくとも約１．５ｍｍの高さであってもよい。
【００５７】
例示的な一変形例では、基板リフトアセンブリ１８５は、アーチ状フィン１８８の各出っ張り１９０上に単一の隆起した突起１９３を備えており、持ち上げられかつ移送される基板１０４が静止してもよい全４個の突起１９３を生み出す。各突起１９３は、突起１９３が基板１０４の周辺縁１７９の内側約７．５ｍｍの領域で基板１０４に接触するように、アーチ状フィン１８８の対向端１８９から内側に間隔をあけられている。突起は出っ張り１９０の表面１９３の上方に約１．６ｍｍ（１／１６インチ）の高さを有する。一変形例では、アーチ状フィン１８８は、例えばステンレス鋼およびアルミニウムのうちの少なくとも１つなどの金属材料を備える。アーチ状フィン１８８はまた、基板１０４の汚染をさらに削減するために、ダイアモンド状ナノコンポジットなどのダイアモンド状材料のコーティング２４などの汚染削減材料を備えていてもよい。例えば、突起１９３はダイアモンド状ナノコンポジットなどの汚染削減材料を備えていてもよい。例えば高純度アルミナおよび石英のうちの少なくとも１つなどの汚染削減セラミックや他の非金属材料はまた突起１９３を形成するのに提供されてもよく、またアーチ状フィン１８８もまた全体的に汚染削減セラミック材料から作られてもよい。図１０に示されるように、第２の対のアーチ状フィン１８８はまた、２個以上の基板１０４の同時移送を可能にするために、第１の対のアーチ状フィンの上方または下方に搭載されてもよい。
【００５８】
さらに別の変形例では、基板リフトアセンブリは、例えば図７Ｂに示されるように、１対のアーチ状フィン１８８に対して基板を移送可能な基板移送アーム１０３をさらに備える基板移送システム１９８の一部であってもよい。基板移送アーム１０３は、例えば図６に示されるように、マルチチャンバ装置において基板を異なるチャンバに送出可能な移送チャンバロボット１１９の一部であってもよい。基板移送システムはさらに、基板移送アーム１０３およびリフトアセンブリ１８５をコントロールして、アーム１０３およびリフトアセンブリ１８５によって移送される基板１０４の汚染を削減するためのプログラムコードを有するコントローラ１９４を備えていてもよい。一変形例では、コントローラ１９４は、コントロール信号を移送アーム１０３に送信して、基板１０４がチャンバの中心軸１９７に沿って、かつサポート１００の中心に実質的に整列されるように移送アーム１０３を移動させる基板センタリングコントロールプログラムコードを備える。チャンバ１０６の中心軸と実質的に整列された基板１０４を正確に位置決めすることによって、アーチ状フィン１８８上の基板１０４の正確な位置決めは、アーチ状フィン１８８上に配置された場合に実質的に基板１０４の過剰なスリップなく、より容易に達成可能である。コントローラ１９４はさらに、フープ１８６を上昇させてアーチ状フィン１８８を基板移送アーム１０３に向けて持ち上げ、かつ移送アーム１０３とアーチ状フィン１８８間の基板の移送に関連してフープ１８６および移送アーム１０３を操作するためのプログラムコードを備えていてもよい。その後、フープ１８６は、基板１０４を処理するためにサポート１００上に設定するためにコントローラ１９４によって降下されてもよい。
【００５９】
一変形例では、基板移送システム１９８は、基板１０４および移送アーム１０３のうちの１つ以上の位置を検出し、かつチャンバ１０６において基板１０４を適切に位置決めするのに使用可能な検出位置に関する信号を生成可能な検出器１９９を備える。一変形例では、検出器１９９は、例えば図１１に示されるように、基板１０４および移送アーム１０３がチャンバ１０６に入る開口を備えるスリットバルブ２０１の対向端２０３ａ、ｂ上に配列された１対の光センサー２００ａ、ｂを備える。光センサー２００ａ、ｂは、移送アーム１０３によってスリットバルブ２０１を介して移送される基板１０４が、スリットバルブ２０１を通過する際に実質的にセンタリングされているか否か、または基板および移送アームが中心を外れており、スリットバルブの一方または他方の端２０３ａ、ｂに向かってシフトされているか否かを判断可能であってもよい。一変形例では、光センサー２００ａ、ｂは、各センサーに達する光の強度を検出可能であり、また各センサー２００ａ、ｂによって検出された光の強度は、基板１０４および移送アーム１０３の相対的位置を判断するために比較可能である。例えば、各光センサー２００ａ、ｂに達するのをブロックされた光の量は、センサー２００に対する基板１０４および移送アーム１０３の場所を示している。従って、検出された光に関して光センサー２００ａ、ｂによって生成された信号は、プロセスチャンバ１０６に移送される際に基板１０４の場所を算出し、かつチャンバ１０６における移送アーム１０３および基板１０４の位置をコントロールするためのコントロール信号を生成するようにコントローラ１９４によって使用可能である。光センサー２００ａ、ｂに加えて、またはこの代替例として他の基板位置検出手段もまた使用可能であり、光センサー２００ａ、ｂはまたスリットバルブ２０１の周りに異なる配列を備えることができる。
【００６０】
一変形例では、コントローラ１９４は、検出器１９９によって生成された信号を使用して、基板１０４の検出位置と、チャンバ中心軸１９７と整列されたプロセスチャンバ１０６の中心との間の差であるオフセット距離を算出することによって移送システム１９８の一部として作用する。その後、コントローラ１０４はオフセット距離に関するコントロール信号を生成して、移送アーム１０３の動きをコントロールして、実質的にサポート１００の中心に、かつチャンバ１０６の中心軸１９７に沿って基板１０４を位置決めすることができ、これによってリフトアセンブリ１８５への基板１０４の中心を外れた送出に起因する基板１０４の研削の発生を削減することができる。例えば、コントローラ１９４は、例えばスリットバルブ２０１の一方または他方の端２０３ａ、ｂに向かって左側または右側に移動して、チャンバの中心軸１９７に平行な平面に基板１０４をセンタリングするコントロール命令を移送アーム１０３に提供してもよい。コントローラ１９４はまた、移動アーム１０３および基板１０４を、基板の中心をチャンバ１０６の中心軸１９７と整列させるのに十分な距離だけチャンバに向かって移動させ、また基板１０４を実質的にサポート１００の中心に位置決めするというコントロール命令を生成するプログラムコードを備えていてもよい。従って、移送システム１９８は、基板のずれおよび研削による汚染が削減されるように、基板をプロセスチャンバに移送して基板１０４を整列させるように使用可能である。
【００６１】
基板１０４をチャンバ１０６から除去するために、コントローラ１９４は、上記移送ステップを逆方向に移送アーム１０３およびリフトアセンブリ１８５を操作するプログラムコードを備えていてもよい。例えば、コントローラ１９４は、フープ１８６を操作して基板１０４をサポート１００からアーチ状フィン１８８上に持ち上げて、チャンバ１０６の基板１０４を中心軸１９７に沿って上昇させるプログラムコードを備えていてもよい。移送アーム１０３は、チャンバ１０６の中心軸１９７を検索して、これに移動し、またリフトアセンブリ１８５に連動して操作し、アーチ状フィン１８８から移送アームに基板１０４を移送するように操作されてもよい。コントローラ１９４はまた、プロセスチャンバ１０６の移送アーム１０３を整列させて、実質的に基板１０４を研削および汚染することなく、リフトアセンブリ１８５から基板１０４を受け取るために検出器１９９からの信号を使用してもよい。その後、コントローラ１９４は、基板１０４をチャンバ１０６から除去して、例えばチャンバ１０６に新たな基板１０４を提供するように移送アーム１０３に命令してもよい。従って、移送アーム１０３およびコントローラ１９４は、過剰な研削および擦れが基板１０４と、リフトアセンブリ１８５およびサポート１００などのチャンバコンポーネント間に生じないように、チャンバにおける基板１０４の所望の整列を提供することによって処理済み基板の汚染レベルの低下を容易にすることができる。
【００６２】
一変形例では、例えば真空または脱ガスチャンバから基板１０４をプロセスチャンバ１０６の内外に移送可能な移送アーム１０３は、移送プロセス中基板１０４に接触し、かつ基板１０４の汚染を削減可能な汚染削減材料を備える接触表面２２を備えていてもよい。例えば、移送アーム１０３は、例えば図１１に示されているように、接触表面２２をその上に有する汚染削減材料のコーティング２４を有する移送ブレード２０５を備えていてもよい。汚染削減材料は例えば、ダイアモンド状ナノコンポジットなどのダイアモンド状材料であってもよい。別の例では、移送アーム１０３は、基板１０４がプロセスチャンバ１０６の内外に移送される際に基板１０４との接触を最小化することによって、基板１０４の汚染を削減してもよい。例えば、移送アーム１０３は、基板１０４を上昇させ、少なくとも約１．６ｍｍの高さを有する隆起した突起などの移送ブレード２０５の残りの部分との基板１０４の接触を最小化する１つ以上の隆起した突起２０６を備えていてもよい。一変形例では、突起２０６は、これらが基板１０４の裏側周辺縁１７９に実質的に接触しないように移送ブレード２０５の接触表面２２上に配列されてもよく、これによって移送アーム１０３と、通常比較的多量の汚染を備える基板１０４の領域との接触を削減することができる。例えば、隆起した突起は、これらが、基板１０４の周辺縁１７９内部に少なくとも約４ｍｍの直径で基板１０４の裏側に接触するように配列されてもよい。従って、移送アーム１０３は、プロセスチャンバ１０６の内外への基板の移送中に基板１０４の汚染を削減するように適合されてもよい。
【００６３】
別の変形例では、汚染削減材料を備えるコンポーネント２０はサポートシャッター１８０を備えており、この実施形態は図４に示されている。サポートシャッター１８０は、基板１０４が、例えばチャンバ洗浄プロセス中にサポート１００上にない場合に基板サポート１００の表面２８を保護するように適合されている。シャッター１８０は、ターゲットおよびチャンバの洗浄中にスパッタリングターゲットから抑制（ｋｎｏｃｋｅｄ）可能な材料などの材料の、表面２８への堆積を阻止する。シャッター１８０は通常、サポート１００の表面２８の少なくとも一部をカバーするようにサイズ設定および成形されたディスク１８１を備える構造２５を備えており、またサポート１００の暴露表面２８を実質的全体的にカバーしてもよい。表面２８は、例えばメサ１１２（図示せず）の上部表面２２を備えることができ、また（示されているような）実質的平面のサポート表面２８の上部を備えることができる。機械アーム（図示せず）はサポートの表面２８上にシャッターディスク１８１を回転させて表面２８をカバーすることができ、またサポート表面２８から離れてシャッターディスク１８１を回転させて、基板１０４をサポート１０上で処理することができる。
【００６４】
サポート表面２８、ひいては基板１０４の汚染を削減するために、シャッターディスク１８１は、例えばダイアモンド状材料および高純度セラミック材料のうちの少なくとも１つなどの、上記汚染削減材料のうちの少なくとも１つを望ましくは備える。一変形例では、シャッターディスク１８１は、汚染削減材料を有するコーティング２４を備える底部表面１８３を備える。コーティング２４は、サポート１００の表面２８との表面１８４の接触によって生じる金属微粒子による基板およびサポートの汚染を削減する下部表面１８４を提供する。シャッターディスク１８１はまた、例えば接続ピンによって、汚染削減コーティングのコーティング層２４に機械的に取り付け可能である。別の変形例では、ディスク１８１は、コーティング２４（図示せず）などの金属汚染削減材料を有する上部表面１８９を備えており、またディスク１８１は、実質的にディスク全体をカバーするコーティング２４を備えていてもよい。シャッターディスク１８１は、例えば高純度シリコンカーバイド、窒化シリコン、シリコンおよび酸化シリコンのうちの少なくとも１つを備える汚染削減材料を備えることができる。好ましい変形例では、シャッターディスク１８１の下部表面１８４は、高純度窒化シリコン材料を備える汚染削減コーティング２４を備える。
【００６５】
説明されている汚染削減材料を備えていてもよい他のコンポーネント２０は、ロボット移送アームのブレード、基板サポート上のリング、および基板１０４のサポートや移送に関する他の処理用コンポーネントを含むことができる。
【００６６】
汚染削減コーティングを有するコンポーネント２０は、複数の処理チャンバ１０６ａ−ｄを備えるマルチチャンバ装置１０２の一部であってもよい。基板１０を処理するのに適した装置１０２の実施形態は、図６に示されるように、１つ以上の処理チャンバ１０６ａ−ｄを備える。チャンバ１０６ａ−ｄは、電気、配管および他のサポート機能を提供する、ＳａｎｔａＣｌａｒａ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａのアプライドマテリアルズ社のＥｎｄｕｒａ２プラットフォームなどのプラットフォーム上に搭載される。プラットフォーム１０９は通常ロードロック１１３をサポートして、処理される基板１０４のカセット１１５と、ロボット１１９を含有する基板移送チャンバ１１７とを受け取り、基板をカセット１１５から異なるチャンバ１０６ａ−ｄに移送して処理し、処理後にこれらを返送する。異なるチャンバ１０６ａ−ｄは例えば、洗浄チャンバと、エッチングチャンバと、基板上に材料を堆積するための堆積チャンバと、場合によって熱処理チャンバと、他の処理チャンバとを含んでもよい。例えば、一変形例では、チャンバ１０６ａ−ｄのうちの１つは、基板１０４を脱ガスする処理の前に基板１０４を加熱する加熱ペデスタル１５１を備える熱処理チャンバを備える。基板１０４の脱ガス後、基板１０４はロボット１１９によってプロセスチャンバ１０６に移送されて、基板１０４上に材料をエッチングすることができる。基板１０４はまたロボット１１９によって堆積チャンバを備えるプロセスチャンバに移送されて、例えば静電チャック上に保持されている基板１０４上にバリア層を堆積することができる。処理後、基板１０４はロボット１１９によって、基板１０４を冷却するために基板が冷却ペデスタル１５２上に配置可能な冷却チャンバに移送可能である。チャンバ１０６ａ−ｄは相互接続されて、プロセスが中断されずに進行可能な装置１０２内の連続真空環境を形成することによって、異なるプロセス段階用の個別チャンバ間でウェーハを移送する際に生じることがある基板１０４の汚染を削減することができる。基板１０４に接触したりこれをサポートしたりするコンポーネントなどの、装置１０２におけるコンポーネントはまた、基板１０４の汚染を削減するための汚染削減材料を望ましくは備える。
【００６７】
一変形例では、装置１０２は、移送アーム１０３を有するロボット１１９と、加熱ペデスタル１５１を有する脱ガスつまり加熱チャンバ１０６ａと、基板１０４をエネルギー付与された事前洗浄ガスに暴露することによって堆積プロセス前に基板１０４を洗浄するように適合され、かつ基板サポート１００を備える事前洗浄チャンバ１０６ｂと、材料を基板１０４上に堆積するように適合され、かつ基板サポート１００を有する、物理気相成長または化学気相成長チャンバなどの堆積チャンバ１０６ｃと、処理後に基板１０４を冷却するための、かつ冷却ペデスタル１５２を備える冷却チャンバ１０６ｄと、を備える移送チャンバ１１７を備える。チャンバ１０６ａ−ｄのうちの１つ以上はさらに、ペデスタル１５１、１５２およびサポート１００に対して基板１０４を昇降させるための、アーチ状フィン１８８を具備する基板リフトアセンブリ１８５を備えていてもよい。移送アーム１０３と、リフトアセンブリ１８５と、サポート１００とペデスタル１５１、１５２とを含むマルチチャンバ装置１０２のコンポーネントは望ましくは、チャンバの各々を介して循環される基板が約５×１０^１０原子／ｃｍ^３未満の鉄と、約１×１０^１１原子／ｃｍ^３未満の他の全金属イオンの汚染レベルを有するように、汚染削減材料および／または汚染削減構造を備える。
【００６８】
汚染削減材料を有するコンポーネント２０を備えていてもよいプロセスチャンバ１０６の実施形態は図７Ｂに示されている。チャンバ１０６は包囲壁１１８を備えており、これは、プロセスゾーン１１３を包囲する天井、側壁および底部壁を備えていてもよい。動作において、プロセスガスが、プロセスガス源を含むガス供給部１３０とガス分配器とを介してチャンバ１０６に導入される。ガス分配器は、基板受け取り表面１８０を有する基板サポート１００上でプロセスゾーン１１１に保持されてもよい基板１０４の周辺に１つ以上のガス流バルブおよび１つ以上のガス出口を有する１つ以上の導管を備えていてもよい。代替的に、ガス分配器はシャワーヘッドガス分配器（図示せず）を備えていてもよい。使用済みプロセスガスおよびプロセス副産物は、プロセスゾーン１１３から使用済みプロセスガスを受け取る排出導管と、チャンバ１０６におけるプロセスガスの圧力をコントロールするためのスロットルバルブと、１つ以上の排出ポンプとを含んでもよい排出部１２０を介してチャンバ１０６から排出される。
【００６９】
プロセスガスは、チャンバ１０６のプロセスゾーン１１３においてプロセスガスにエネルギーを結合させるガスエナジャイザー１１６によって基板１０４を処理するようにエネルギー付与されてもよい。一変形例では、ガスエナジャイザー１１６は、プロセスガスにエネルギー付与する電源によって電源投入されてもよいプロセス電極を備える。プロセス電極は、基板１０４の下方のサポート１００の電極１０８などの別の電極に容量結合されてもよいチャンバ１０６の側壁や天井などの壁であるか、またはこの中にある電極を含んでいてもよい。代替的または付加的に、ガスエナジャイザー１１６は、チャンバの中心に対して円形の対称性を有してもよい１つ以上の誘導コイルを備えるアンテナを備えていてもよい。さらに別の変形例では、ガスエナジャイザー１１６は、チャンバ１０６から上流の遠隔ゾーンにおいてマイクロ波エネルギーによってプロセスガスを活性化するためのマイクロ波源および導波管を備えていてもよい。基板１０４上に材料を堆積するように適合された物理気相成長チャンバ１０６において、チャンバはさらに、基板１０４上にターゲット１１４からの材料を堆積するようにエネルギー付与されたガスによってスパッタリングされた基板１０４に対向するターゲット１１４を備える。
【００７０】
基板１０４を処理するために、プロセスチャンバ１０６は空にされて、所定のサブ大気圧に維持される。その後、基板１０４は、例えばロボットアーム１０３およびリフトピン１６０などの基板移送によってサポート１００上に提供される。基板１０４は、例えば電極電源１７２を介して、サポート１００における電極１０８に電圧を印加することによってサポート１００上に保持可能である。ガス供給部１３０はプロセスガスをチャンバ１０６に提供し、ガスエナジャイザー１１６はＲＦまたはマイクロ波エネルギーをプロセスガスに結合させて、ガスにエネルギー付与して基板１０４を処理する。チャンバプロセス中に生成される排出物は排出部１２０によってチャンバ１０６から排出される。
【００７１】
チャンバ１０６およびマルチチャンバ装置１０１は、例えば図７Ｂに示されるように、各チャンバ１０６ａ−ｄのコンポーネントを操作してチャンバ１０６の基板１０４を処理するための命令セットを有するプログラムコードを備えるコントローラ１９４によってコントロール可能である。例えば、コントローラ１９４は、基板サポート１００とロボットアーム１１９とリフトピン１６０のうちの１つ以上を操作して基板１０４をチャンバ１０６に位置決めする基板位置決め命令セットと、ガス供給部１３０および流量コントロールバルブを操作して、チャンバ１０６へのガス流を設定するガス流コントロール命令セットと、排出部１２０およびスロットルバルブを操作してチャンバ１０６の圧力を維持するガス圧コントロール命令セットと、ガスエナジャイザー１１６を操作してガスエネルギー付与電力レベルを設定するガスエナジャイザーコントロール命令セットと、チャンバ１０６の温度をコントロールする温度コントロール命令セットと、チャンバ１０６のプロセスを監視するプロセス監視命令セットとを備えることができる。
【００７２】
本発明の実施形態は基板の処理、とりわけ鉄などの金属イオンによる基板１０４の汚染削減において実質的な利点を提供する。汚染削減材料、ならびに移送ブレードなどの汚染削減コンポーネントを提供することは、金属コンポーネントや、金属表面を有するコンポーネントとの基板１０４の接触を実質的に排除することによって、鉄についておよそ５×１０^１０原子／ｃｍ^３未満、他のすべてのイオンについて１×１０^１１原子／ｃｍ^３未満に汚染レベルを低下させることが可能である。
【００７３】
本発明の例示的な実施形態が示され、かつ説明されているが、当業者は本発明を組み込む他の実施形態を考案可能であり、これはまた本発明の範囲内である。例えば、サポート１００、熱交換ペデスタル１５０、リフトピン１６０あるいは他のコンポーネント２０は、具体的に説明されているもの以外の形状および構成を備えていてもよい。また、汚染削減材料は具体的に説明されているもの以外の手段によって製作されてもよく、またコンポーネント２０上に異なる構成を備えてもよい。さらに、例示的な実施形態に対して示されている相対的または位置的用語は互換性がある。従って、添付の請求項は、本発明を図示するために本明細書に説明されている好ましい変形例、材料あるいは空間配列についての説明に制限されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】 汚染削減コーティングを備える複数のメサを有する基板サポートの実施形態の側断面図である。
【図２ａ】 汚染削減コーティングを有する加熱ペデスタルの実施形態の側断面図である。
【図２ｂ】 汚染削減コーティングを具備する冷却ペデスタルの実施形態の側断面図である。
【図３】 汚染削減コーティングを具備するリフトピンを有するリフトピンアセンブリの実施形態の側断面図である。
【図４】 汚染削減コーティングを有するシャッターの実施形態の側断面図である。
【図５】 汚染削減コーティングによってカバーされたベース層を備える保護キャップを有するコンポーネントの実施形態の側断面図である。
【図６】 マルチチャンバ装置の実施形態の断面図である。
【図７Ａ】 コンポーネント処理チャンバの実施形態の側断面図である。
【図７Ｂ】 基板処理チャンバの実施形態の側断面図である。
【図８】 溝パターンをその中に形成しているサポートの実施形態の上面図である。
【図９Ａ】 凹状周辺出っ張りを有するサポートの実施形態の上面図である。
【図９Ｂ】 基板をその上に有する図９Ａのサポートの実施形態の側断面図である。
【図１０Ａ】 アーチ状フィンを有するリフトアセンブリと、溝パターンを有するサポートとの実施形態の側面図である。
【図１０Ｂ】 図１０Ａのリフトアセンブリによるアーチ状フィンの実施形態の上面図である。
【図１１】 基板の一部を検出する検出器を有する移送システムの実施形態の側面図である。
【符号の説明】
【００７５】
２０…サポートコンポーネント、２２…接触表面、２４…コーティング、２５…サポート構造、２６…コンポーネント表面、２８…サポート表面、１００…サポート、１０１…マルチチャンバ装置、１０２…静電チャック、１０３…移送アーム、１０４…基板、１０６…チャンバ、１０８…電極、１０９…誘電体、１１１…プロセスゾーン、１１２…メサ、１１３…プロセスゾーン、１１９…移送チャンバロボット、１２０…排出部、１３０…ベース層、１３１…上部表面、１３３…キャップ、１３４…底部表面、１３５…側部表面、１４０…接着層、１５０…熱交換ペデスタル、１５１…加熱ペデスタル、１５２…冷却ペデスタル、１５４…ペデスタル本体、１５５…ヒーター、１５７…熱交換器、１５８…導管、１５９…溝パターン、１６０…リフトピン、１６２…先端、１６３…リフトピンアセンブリ、１６４…リフトピンサポート、１７２…電極電源、１７３…円形溝、１７４…中心、１７５…放射状溝、１７６…中心領域、１７７…ディスク、１７８…凹状周辺出っ張り、１７９…周辺縁、１８０…サポートシャッター、１８１…シャッターディスク、１８５…リフトアセンブリ、１８６…フープ、１８８…アーチ状フィン、１８９…対向端、１９０…出っ張り、１９４…コントローラ、１９７…中心軸、１９８…基板移送システム、１９９…検出器、２００ａ、ｂ…光センサー、２０１…スリットバルブ、２０２…サポート、２１３…プラズマゾーン、２１４…ターゲット、２１６…ガスエナジャイザー、２１７…マグネトロン、２２０…排出部、２９４…コントローラ。

Claims (11)

1. 基板の微粒子汚染物質を削減可能な基板サポート構造であって、
   （ａ）本体と、
   （ｂ）前記本体上に０．２５から４ミクロンの厚さを持つチタン金属の接着層を備え、
   （ｃ）前記チタン金属の接着層に直接的に配置されるダイアモンド状コーティングであって、
   （１）（i）炭素および水素と、（ii）シリコンおよび酸素の相互リンクネットワークを備えており、
   （２）５０原子％から９０原子％の炭素、５原子％から１０原子％の水素、１０原子％から２０原子％のシリコン、５原子％から１０原子％の酸素の組成を持ち、また
   （３）（i）０．３未満の摩擦係数と、
   （ii）少なくとも８ＧＰａの硬度と、
   （iii）５×１０¹²原子／ｃｍ²未満の金属の金属濃度レベルと、
   （iv）０．４マイクロメートル未満の平均表面粗さと、を備える接触表面を持つダイアモンド状コーティングと、
   を備えており、
   前記接触表面が、直接的または間接的に基板に接触する場合の基板の磨耗及び汚染を削減する、
   基板サポート構造。
2. 前記本体は、基板の微粒子汚染物質を削減可能な脱ガスペデスタルであって、凹状周辺出っ張りを有するディスクを備える脱ガスペデスタルを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
3. 前記本体は、溝パターンと、熱交換器とを備える熱交換サポートを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
4. 前記本体は、プロセスチャンバの内外に基板を移送可能な基板移送アームであって、ブレードを備える基板移送アームを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
5. マルチチャンバ基板処理装置であって、
   （ａ）チャンバ間で基板を移送するための移送アームを備える移送チャンバと、
   （ｂ）前記基板を加熱するための加熱チャンバであって、前記基板をその上にサポートする加熱ペデスタルを備える加熱チャンバと、
   （ｃ）基板をエネルギー付与されたガスに暴露することによって前記基板を洗浄するための事前洗浄チャンバであって、前記基板をその上にサポートする事前洗浄サポートを備える事前洗浄チャンバと、
   （ｄ）前記基板上に材料を堆積するための堆積チャンバであって、前記基板をその上にサポートする堆積サポートを備える堆積チャンバと、
   （ｅ）前記基板を冷却するための冷却チャンバであって、前記基板をその上にサポートする冷却ペデスタルを備える冷却チャンバと、
   （ｆ）前記ペデスタルおよびサポートのうちの少なくとも１つの上に前記基板を昇降させるための、前記チャンバ内の１つ以上のリフトアセンブリと、
   （ｇ）前記移送アームおよびリフトアセンブリをコントロールして、前記チャンバの各々に前記基板を移送して、前記基板を前記ペデスタルおよびサポート上に配置するように適合されたコントローラと、
   を備えており、
   前記移送アーム、リフトアセンブリ、加熱ペデスタル、冷却ペデスタル、事前洗浄サポートおよび堆積サポートのうちの少なくとも１つが、請求項１に記載の基板サポート構造を備えるマルチチャンバ基板処理装置。
6. 前記本体は、埋め込み電極を持つセラミック構造を備える静電チャックを備え、前記電極は、帯電可能で、静電的に基板を保持することを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
7. 前記ダイアモンド状コーティングは、１から２０ミクロンの厚さを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
8. 前記ダイアモンド状コーティングは、金属添加物を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
9. 前記本体は、ＡｌＮ若しくはＡｌ₂Ｏ₃を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
10. ダイアモンド状コーティングは、１０⁴オーム／ｃｍから１０⁸オーム／ｃｍまでの抵抗率を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板サポート構造。
11. 前記ダイアモンド状コーティングは、０．１原子％から１０原子％間での金属添加物を備え、それによって、前記金属添加物は、前記コーティングの抵抗率を変化させることを特徴とする請求項８に記載の基板サポート構造。

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